入侵生物生态学作业
生物入侵题目

生物入侵题目1.入侵生物学的发展可分为哪三个时期,每个时期的特点是什么?一、萌芽期(20世纪80年代之前)入侵生物学诞生的标志性著作主要侧重于生物入侵的生态学基础及栖息地的生态保护,很少涉及成功入侵种的进化过程。
二、成长时期(20世纪80年代)很多入侵生物学的重要科学问题开始被逐步提出。
三、快速发展期(20世纪90年代至今)行政立法与管理措施不断加强;基础设施与科研平台日益巩固;项目投入与研究经费不断增加;学术活动和国际交流愈发活跃;学术期刊与论著不断增加。
2.国际环境问题科学委员会(SCOPE)所提出的生物入侵研究的三大核心问题是什么?每个核心问题应采取哪些研究方法?3.简单介绍奠基者效应的含义。
指由于有限数量的奠基者定殖在一个隔离区而产生的遗传改变,由抽样引起的定位基因频率的变化,这种由少数个体的基因频率决定了他们后代中的基因频率的效应即为奠基者效应。
4.简单介绍瓶颈效应的含义。
指由于种群大小的瞬间约束力长生的漂变,漂变又称为随即遗传漂变,指由于种群太小而引起的基因频率随机增减甚至丢失的现象;当一个大群体通过瓶颈后,由少数个体再扩展成原来规模的群体,由于遗传漂变的作用在很大程度上改变了他们的等位基因频率,因此重新恢复的群体中的等位基因频率就发生了改变;这种因群体数量消长而对基因组成所造成的影响称为瓶颈效应。
5.简单介绍和阿利效应的含义。
指一个群体任一适合度组分(如存活率或繁殖率)与该物种密度或数量之间存在着正相关,即如果某一物种经历阿利效应,当该物种密度低时某些适合度将会下降。
6.生物入侵的理论假说(任选两个)一、多样性阻抗假说结构简单的群落更容易被入侵;二、天敌逃避假说三、空生态位假说四、资源机遇假说五、干扰假说六、生态位机遇假说7.外来物种的特征和表现。
8.十分之一法则(tens rule)9.生物入侵模式:10.生物入侵机制11. 外来种与土著种竞争的类型12. 简单介绍三种中国近期关注的入侵性昆虫13. 简单介绍三种中国入侵性的生物14. 防止生物入侵的基本任务15. 防范生物入侵的控制策略16. 简述全球变化与生物入侵的关系17. 生物入侵的风险评估的一般程序和方法18. 如何理解从哲学和战略高度认识生物入侵。
生态学作业1

《生态学》作业(一)一.选择题:1、下面哪种现象不受光周期的影响:AA 动物的群聚;B 鸟类的迁飞;C 牵牛花的开花;D田鼠的生殖。
2. 生物在生长发育的不同阶段往往对生态因子及其强度有不同的需求,这是指生态因子的: CA、非等价性;B、互补性;C、限定性;D、不可替代性。
3. 动物在低温环境中降低身体终端的温度,这种适应是:AA、生理适应B、行为适应C、形态适应D、对高温的适应4. 在贫营养湖中,生物量生产强度的限制因素通常是:DA 可利用的阳光量;B 氧气的浓度;C 二氧化碳的浓度;D 可利用的氮和磷的量。
5、对于一个处于生态平衡的生态系统中,下列叙述不正确的是:DA 物质不断循环;B 组成成分相对稳定;C 能量不断流动;D 生物个体数量不变。
6、下列生物属于种群的是:CA.一个池塘里的所有的鲤科鱼;B.一座山上所有的松树;C.一块稻田里的水稻D.一片草原上的小草;7、生态系统中C、N等元素流动的特点是:D①单向的②循环的③逐级递减④反复出现,由一种形式转化成另一种形式A.①④B.②③C.①③D.②④8、在逻辑斯蒂增长方程中,参数K值的含义是:AA、表示环境条件所允许的种群个体数量的最大值;B、表示种群增长速度的一个参数;C、表示种群在初始状态下的数量;D、表示可供种群继续增长的剩余时间。
9、种群世代增长率(λ)又称为: DA、无限增长率;B、瞬时增长率;C、内禀增长率;D、周限增长率。
10、随着纬度的增加,下列变化哪一个是正确的: BA、物种多样性增加;B、群落结构简单化;C、种间关系趋于稳定;D、优势种不明显。
11、地球上物种多样性梯度变化特点是: DA、随纬度增加而增加;B、随海拔的增加而增加C、随水深的增加而增加;D、随热量的增加而增加。
12.在种群的逻辑斯谛增长方程中,当N=K 时:AA、种群数量不再增长;B、种群数量增长最快;C、种群数量缓慢增长;D、种群数量增长加快。
13、下列不是热带雨林特征的是:BA、树干高大挺直;B、夏绿;C、板状根发达;D、种类组成丰富。
生物入侵题库卓千莅

⽣物⼊侵题库卓千莅1⼊侵⽣物学的定义是什么?其学科框架体现了什么特点?判定⽣物⼊侵的标准是什么?⽣物⼊侵是指在某环境(⽣态环境)中没有的物种,经过⼈为因素或其他因素的有意或⽆意的作⽤,进⼊到新的环境(⽣态系统)中,并有可能带来经济损失,环境危害或⼈类健康威胁的过程。
特点:⽣物⼊侵问题是⼀个复杂问题,影响着社会—经济—⾃然复合⽣态系统这个⼤系统的⽅⽅⾯⾯,研究⽣物⼊侵的知识基础应着⼒于整合⽣物学(包括⽣态学)、经济学和社会学三⼤领域。
⽣物⼊侵的超级复杂性和综合危害性,决定了预防⽐治理更为关键和科学。
2⼊侵⽣物学的发展可分为哪三个时期,每个时期的特点是什么?萌芽期(20世界80年代之前) :许多⽣态学家开始关注⽣物⼊侵的问题,但相关研究还没有得到⼈们的普遍关注,学术概念和研究⼿段也只是保护⽣态学的延⽣,并没有作为独⽴的学科出现。
成长期(20世纪80年代) :⼊侵⽣物学研究开始受到重视,相关专著关于⽣物⼊侵的阐述和研究开始备受重视并被⼤量引⽤,且在此时期确定了⼊侵⽣物学的核⼼理论和研究框架。
快速发展期(20世纪⾄今) :随着国际贸易和旅游的增加,因外来⼊侵⽣物造成的损失愈发严重,⽣物⼊侵成为热门的研究领域,此时期⽣物⼊侵学得到快速发展, 课研究⽅法不断更新,研究理论快速扩展, 免影响⽇益加深。
3国际环境问题科学委员会(SCOPE)所提出的⽣物⼊侵研究三⼤核⼼问题是什么?每个核⼼问题应该采取哪些研究⽅法?三⼤核⼼问题:1、什么因素能够决定⼀个物种成为外来⼊侵种2、什么样的特征决定⼀个⽣态系统能够被⼊侵3、如何将外来中的⼊侵性和⽣态系统的可⼊侵性研究结果应⽤于管理中1、重点研究⼊侵种表型可塑性等的“前适应性”机制和⼊侵种种群遗传漂变、突变、与近源种杂交、内共⽣菌⽔平转移2、集中研究⽣物⼊侵对特定⽣态系统结构与功能的影响.3、主要研究⼊侵种监测的分⼦识别、远程实时监控、⼊侵植物的替代控制与系统修复等4简述外来种⼊侵的⽣物学过程?引⼊和逃逸期→种群建⽴期→停滞期→扩散期1.外来物种的引⼊;2.外来物种的定居与建群;3.外来物种的时滞阶段;4.外来物种的扩散与爆发。
南开24秋学期《全球变化生态学(尔雅)》作业参考二

24春学期《全球变化生态学(尔雅)》作业参考1.人类对地球环境产生大量影响以前,地球二氧化碳升高的主要原因是()。
选项A:板块运动选项B:海洋变化选项C:火山喷发选项D:水汽输送参考答案:C2.随着植物的生长,生长在岩石裂隙中的植物加速了岩石破碎的过程,这种风化属于()。
选项A:物理风化选项B:生物物理风化选项C:化学风化选项D:生物化学风化参考答案:B3.海洋持有的碳比大气多()倍。
选项A:20选项B:30选项C:40选项D:50参考答案:D4.大气CO2浓度增加和气温升高使()。
选项A:陆地生态系统的初级生产量减少,减少了淡水生态系统的营养来源选项B:陆地生态系统的初级生产量减少,增加了淡水生态系统的营养来源选项C:陆地生态系统的初级生产量增加,减少了淡水生态系统的营养来源选项D:陆地生态系统的初级生产量增加,增加了淡水生态系统的营养来源参考答案:D5.自然条件下,甲烷浓度的季节变化主要受()控制。
选项A:氯自由基选项B:氯自由基选项C:氢氧自由基选项D:四甲基哌啶氧自由基参考答案:C6.人们常用二氧化碳测定法测定两个尺度的光合作用过程,即()。
选项A:叶面光合作用和群落二氧化碳量的测定选项B:叶面光合作用和个体二氧化碳量的测定选项C:叶面呼吸作用和群落二氧化碳量的测定选项D:叶面呼吸作用和个体二氧化碳量的测定参考答案:A7.食植动物不能消费密集生长的藻类,可能导致底层需氧生物被厌氧生物代替。
()选项A:正确选项B:错误参考答案:A8.潮汐主要与月亮和太阳的()有关。
选项A:重量选项B:大小选项C:亮度选项D:位置参考答案:D。
入侵物种的生态学机制和生物防治策略

入侵物种的生态学机制和生物防治策略随着全球化和人类活动的不断发展,许多物种在不断地跨越地理隔离和生态隔离的屏障,导致生物多样性受到了极大的威胁。
其中,入侵物种成为了目前生态学领域的一个热点问题。
入侵物种是指那些自然界之外引入的生物种群,它们能够在新生境内繁殖、生存并对原有栖息地造成危害的生物种群。
入侵物种的确定性和不确定性危害已经超越了空间和种群层次。
对于解决入侵物种的问题,生态学家们已经提出了一些相应的机制和方法。
入侵物种的机制入侵物种的机制是指入侵物种在新生境内能够成功生存和繁殖的关键因素。
首先,入侵物种的适应性是决定其是否能够成功入侵的重要条件。
在适应性方面,入侵物种通常会比原生种具有更高的生长速率和生存能力,更加免疫或抗性强,更能够耐受环境变化。
其次,入侵物种被引入到新生境后,其种群数量会不断增加。
当其数量达到一定程度时,会形成繁殖殖民,在进一步扰动或破坏原生种的同时,更加适应新生境的环境条件。
最后,入侵物种的繁殖和扰动能力是其在新生境内取得成功的关键因素。
入侵物种的繁殖能力通常是在原生境已经被选择过的,同时扰动能力也足以影响原生群落的生态系统,或是利用原生种的资源来获取自己的生长和繁殖。
方法一:生物防治生物防治是指利用天然的生物科学原理和技术去控制害虫或者是病害的种群数量的手段。
目前,在控制入侵物种方面,生物防治已经成为了最为有效的策略之一。
其中,利用入侵物种的天然敌害作为工具,来控制其数量,便成为了一种有效的生物防治方法。
方法二:环境干预环境干预是指利用人类活动对生态系统造成的影响来控制入侵物种的数量。
这种方法通常需要在拥有大量资源和投资的支持下,来采取措施,来扰动入侵物种的生态系统,从而达到控制其数量的效果。
方法三:综合防控此外,综合防控也是一种有效的方法。
这种方法既能够利用生物防治和环境干预的方法控制入侵物种的数量,同时也能够通过加强监管和管理来预防入侵物种的数量在某些限度以内。
生态学中的生物入侵:探索生物入侵对生态系统的影响、入侵机制与防治策略

生态学中的生物入侵:探索生物入侵对生态系统的影响、入侵机制与防治策略摘要生物入侵是全球生态系统面临的重大威胁之一,对生物多样性、生态系统功能和人类社会经济造成严重影响。
本文深入探讨了生物入侵的定义、影响、入侵机制以及防治策略。
通过分析生物入侵的生态学过程、对生态系统的影响以及各种防治措施的优缺点,本文旨在提供一个全面的视角,以期为生物入侵的管理和控制提供科学依据。
引言生物入侵(Biological Invasion)是指生物由原生存地经自然或人为的途径侵入到另一个新的环境,对入侵地的生物多样性、生态系统功能以及人类社会经济造成损害的过程。
随着全球化的加速,生物入侵问题日益严重,对全球生态安全构成了重大威胁。
生物入侵的影响1. 对生物多样性的影响:生物入侵会导致本地物种的衰退甚至灭绝,破坏生态系统的稳定性。
入侵物种可能与本地物种竞争资源、捕食本地物种、传播疾病,从而改变群落结构和生态系统功能。
2. 对生态系统功能的影响:生物入侵可能改变生态系统的物质循环、能量流动和信息传递等过程,影响生态系统的生产力、稳定性和恢复力。
例如,入侵植物可能会改变土壤的养分循环,入侵动物可能会改变食物网结构。
3. 对人类社会经济的影响:生物入侵可能对农林牧渔业生产、人类健康和基础设施造成损害,带来巨大的经济损失。
例如,水葫芦的入侵会堵塞航道、影响水产养殖,红火蚁的入侵会危害农作物和人类健康。
生物入侵机制生物入侵的成功与否受到多种因素的影响,包括:1. 入侵物种的生物学特性:入侵物种的繁殖能力、竞争能力、适应性等生物学特性决定了其入侵潜力。
2. 入侵地的环境条件:入侵地的气候、土壤、生物群落等环境条件决定了其对入侵物种的接纳程度。
3. 传播途径:入侵物种的传播途径包括自然传播(如风力、水流)和人为传播(如国际贸易、旅游)。
人为传播是导致生物入侵的主要原因。
生物入侵的防治策略生物入侵的防治是一个复杂的系统工程,需要综合考虑多种因素,采取多种措施。
生物入侵者的生态学机理及其应对措施教案

生物入侵者的生态学机理及其应对措施教案一、生物入侵者的定义生物入侵者即指对一个生态系统本土物种造成负面影响的生物,这些生物在其它地区并不存在或并不是当地的主要物种。
二、生物入侵者的生态学机理生物入侵者造成的影响具有多方面性。
主要是影响到生态系统内的物种结构、生态功能和物种多样性。
根据一系列实证研究结果发现,生物入侵者所造成的影响具有下列四个方面的生态学机理。
1、资源竞争与本地种相比较,大多数生物入侵者具有更快速度和更低的下限,使其占据资源竞争能力的优势。
这些生物入侵者以侵略性、快速繁殖能力、广泛的适应能力以及生长和拓展形式等方面优于本土物种。
2、捕食作用生物入侵者可能通过捕食滋扰本土许多生物,可能造成本地物种向其他地方转移或消失,或者削弱它们的生长率及繁殖率,加剧生态系统中的生态压力。
3、细胞生长生物入侵者带入的细胞能快速生长,沿着地表快速扩散,通过快速生长和生长习性使许多生物和当地生态系统饱受破坏。
这些生物可能占据物种或丰富度优势,因此影响当地生物的文化。
全球各地的生物入侵者已经表明,它们具有当处和分散生长所必需的的适应性。
4、趋同演化生物入侵者可以通过形成趋同演化进化的方式,将本地物种变为它们自身的副本。
这样做使得生态系统中物种多样性大大降低或者物种甚至消失。
三、生物入侵者的应对措施针对生物入侵者的应对措施主要有以下几个方面:1、早期发现和快速响应在侵害物种的范围,禁止可疑的物质进入该区域。
一旦发现,立即采取快速响应措施。
2、生物入侵者的清除选择不同的清除方案以确保生态系统的总体健康。
3、发掘生态平衡潜力发掘和利用本地自然生态系统中的竞争和掠食关系,以建立自然的生态平衡。
4、重视社区教育推动社区对生态系统和生物入侵问题的认识,以便于技术人员和管理者在生物入侵和生态保护方面得到社区的支持。
综合起见,由于生物入侵已成为当今全球化下一个威胁生态系统的重大问题,我们必须采用科学和有效的方法来应对这一问题。
生物入侵的生态学研究

生物入侵的生态学研究随着人类的不断发展和进步,我们的生活环境和经济活动日益扩张,而这种扩张却给生态系统造成了严重的威胁。
其中之一就是生物入侵现象——大家可能并不陌生,也许在日常生活中,男欢女爱,甚至金融经济都比这个概念更能打动我们的心,但实际上在整个生态系统中生物入侵却是一个十分严重的生态问题。
本文选取生物入侵作为主题,探讨其中的生态学研究,介绍其对生态环境的危害和对策。
1. 什么是生物入侵生物入侵是指一些物种以非自然的方式进入新的生态系统并在此繁殖,对该生态系统造成负面影响的现象。
生物入侵是全球性的问题,由于生物强适应性和快速繁殖能力,极有可能快速地占领新的生态系统,排挤原有物种,破坏当地生态平衡。
生物入侵常常带来诸如植物、动物、土地和水源等的问题,给社会经济和生态环境造成了巨大的损失。
2. 生物入侵的危害生物入侵会导致许多不利影响,可以影响人类和整个生态系统的健康。
以下是几个典型的例子:(1)消耗资源:生物入侵可消耗当地的资源,例如对植物、土壤、水源和其他动植物种等。
(2)传播疾病:生物入侵也可能传播疾病,对生态系统和人类产生危害。
(3)破坏原有生态平衡:一些过硬生境外来生物能够占领优渥的生态空间,导致地方物种消失或减少,难以恢复平衡。
(4)造成环境损害:大量生物入侵会引发生态谋杀,破坏生态建设,对人类生存环境造成损害,易导致环境生态问题进一步恶化。
3. 生物入侵的研究方法大量的研究已经表明生物入侵的机制是甚为复杂的,包括了环境、生物、推进和直接影响等诸多因素。
生物入侵的复杂性使其难以解决,在探讨过程中通常需要依靠综合性研究。
常见的研究手段包括实验室实验、野外调查、社会调查等。
实验室实验:通过实验室定量研究、观察和描述生物入侵过程。
野外调查:在野外调查中研究生物入侵,通常需要对野外生态系进行采样、记录并分析数据。
社会调查:在社会调查中,研究人员跟踪和分析受生物入侵影响的人群,对从中获取有关生物入侵的信息。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
外来入侵植物的化感作用研究进展M081116 周奋启外来入侵植物是指在非原生态系统进化出来的植物,由于自然或人为的因素被引入新生态环境并对新生态环境或其中的物种构成-定威胁的植物[1]。
据调查,目前中国共有外来入侵植物188种,其中水生植物18种、陆生植物170种,隶属41科.种数最多的科是菊科(49种)和禾本科(33种),来自美洲的有125种,占入侵植物总种数的66.5%[2]。
外来入侵植物被带入-个新的地区,经过潜伏期和归化期的生境适应后,不断繁殖、扩展,-旦条件适宜便可能暴发成灾,则彻底改变原有的生物地理分布和生态系统的结构与功能,产生广泛的生物污染,从而危及土著群落的生物多样性,并影响农业生产和人类健康,造成了巨大的经济损失。
在自然环境中,植物通过次生化合物的释放而产生相互作用,以保护自己有利的生态环境,即化感作用(又称他感作用)[3]。
广义的化感作用既包括对植物的化感作用,也包括对其他生物的化感作用。
外来入侵植物通过化感作用对本地伴生植物产生显著的抑制排挤效应。
近来大量外来植物入侵机制的研究结果也证实,化感作用是促使外来植物成功入侵扩张的重要因素[4-6],并成为外来植物入侵机制研究中的-个热点问题。
1. 我国外来植物的化感现象研究表明,传入我国的外来植物中有-部分已被证实存在化感作用,这些外来植物有些已经演化成恶性入侵植物。
菊科植物豚草属(Ambrosia)中的豚草(A.artemisiifolia)和三裂叶豚草(A.trifida),起源于北美洲,20世纪30年代末传入我国,在我国东部地区迅速传播,它混杂并侵入农作物田如大麻、玉米、大豆等地和蔬菜地,以及果园、苗圃、牧场及风景旅游区,造成严重危害。
研究发现豚草和三裂叶豚草释放化感物质对其周围植物的种子萌发和幼苗生长产生抑制作用[7]。
菊科泽兰属的紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)原产南美洲墨西哥、哥斯达黎加等国,约于20世纪50年代初从中缅、中越边境传入云南南部,现已广泛分布于我国西南地区。
它以单优势成片生长方式,排挤了其它植物的生存,它还能分泌毒素和激素,造成牲畜忌畏,危害牲畜健康。
研究表明,紫茎泽兰对周围植物有化感作用)-川。
其同属的飞机草(Eupatorium odoratum),系原产于美洲的有害杂草,分布于我国海南、云南南部和西南部地区,也被证实有化感作用[8]。
薇甘菊(Mikania micrantha)为多年生草质藤本植物,原产于中美洲和南美洲,现在广泛分布于东南亚以及太平洋地区,在大洋洲和澳大利亚也有分布,它于20世纪80年代末90年代初传入我国广东沿海地区,其蔓延速度极其惊人,在广东省内伶汀岛国家级自然保护区已造成相当严重的灾害,被其覆盖,致使树木枯死,大面积的乔灌丛林逆行演替成草丛,被称为“植物杀手”,是危害经济作物和森林植被的主要害草。
邵华等[9]研究表明,薇甘菊生长迅速与其向周围环境中释放化感物质有着密切联系。
水葫芦(Eichhonia crassipes)原产南美,大约于20世纪30年代作为畜禽饲料和观赏植物引入我国大陆[10]。
曾利用其分泌化感物质抑制水生植物和藻类的生长[11],而作为净化水质植物推广种植。
原产于美洲的马缨丹(Lantana amara.)现分布于我国南方的广东、广西和福建等省份,已成为侵犯牧场、林场、茶园和果园的恶性杂草,严重破坏森林资源和生态系统,它同时也是“毒草”,牲畜和人不慎误食可引起食物中毒。
研究表明马缨丹具有强烈的化感作用,能抑制周围植物的生长[12-14]。
膨蟆菊(Wedilia chinensis)原产于非洲,我国南方用其作为绿肥,蜂蟆菊在南方趋向高密度、单-种群生长。
曾任森等[15,16]通过实验证实了膨蟆菊对邻近植物有化感作用,以此推断螂蟆菊的化感作用是其抑制邻近其它植物生长和自身成片生长的重要原因。
与膨蟆菊同属的原产于热带美洲的三裂膨蟆菊(Wedelia trilobata),于20世纪70年代引入我国,研究表明,三裂膨蟆菊具有很强的化感作用,造成水稻、花生等农作物产量下降[17-20]。
桃金娘科(Myrtaeeae)的按树属(Eucalyptus)植物,原产澳洲大陆及附近岛屿,由于按树具有生长速度快、适应性强、经济效益潜力大等特点,世界各国均大量引种[21]。
我国于1890年引进,现已成为我国南方重要的造林树种。
但随着按树人工林的发展,其生态问题也日渐突出[22]。
研究表明,人工按树林的生态问题与其具有较强的化感作用有关,按树的化感作用使得林下灌木和草本植物稀少,导致林内生物多样性下降及群落结构简单,直接后果是引起严重的水土流失[21-24]。
胜红蓟(Ageratum conyzoides)是南方重要的杂草,研究表明胜红蓟具有明显的化感作用[25]。
加拿大-枝黄花(Solidago canadensis)属多年生杂草[26],原产于北美,自20世纪70年代作为花卉植物引入我国,现在是我国东南地区-种常见的外来杂草[27,28]。
方芳等[29]通过加拿大-枝黄花水浸提液对辣椒、番茄、萝卜、长梗白菜和小麦等5种经济作物种子萌发和生长的影响测定,表明加拿大-枝黄花存在着强烈的化感作用,对供试作物种子的萌发表现为抑制作用。
周凯等[30]通过试验表明,加拿大-枝黄花根系水浸提液和根际土壤水浸提液对白菜和萝卜种子的萌发具有抑制作用。
2. 化感物质的种类Rice按照化学结构把化感物质分为14类:水溶性有机酸、直链醇、脂肪族醛和酮、简单不饱和内酯、长链脂肪酸和多炔、萘醌、蒽酸和复合醌、简单酚、苯甲酸及其衍生物、肉桂酸及其衍生物、香豆素类、类黄酮、单宁、类萜和甾类化合物、氨基酸和多肽、生物碱和氰醇、硫化物和芥子油苷、膘呤和核苷酸。
目前普遍的化感物质分类主要是4类:①酚类;②萜类;③糖和糖苷类;④生物碱和非蛋白氨基酸[31,32]。
作物的化感物质主要是次生代谢的产物,有自己独特的代谢途径,化感物质在作物体内累积的浓度主要由其生物合成、贮存、降解的速率决定,但也受植物内部的生长发育调节机制及外界环境胁迫的影响[33]。
化感物质是植物提高自身保护和生存竞争能力、协调与环境关系的重要角色。
Tang等研究了Bigaltnlimpograss根系分泌物的化感作用,指出植物生长抑制剂主要是酚类化合物,并采用气相色谱—质谱联用分离检测出了苯甲酸、苯乙酸、肉桂酸等16种酚类化合物[34]。
Perez在研究野燕麦化感作用时发现,对羟基苯甲酸、香草酸、香豆素等对春小麦胚根与胚芽生长有明显的抑制作用[35]。
黄瓜和大豆中的苯甲酸、香豆酸、香豆醛和对羟基苯甲酸对幼苗的生长和吸收养分同样具有抑制作用[36,37]。
3. 化感物质进人环境的主要途径植物向环境释放化感物质的主要途径有:根部分泌化感物质、地上部分淋溶、释放挥发性物质、植物残体或凋落物分解释放化感物质等。
入侵北美的斑点矢车菊(Cenraurea maeulosa)根系可分泌高浓度的儿茶酚,使得当地伴生植物根部细胞中毒死亡。
水葫芦主要靠根部分泌化感物质。
野燕麦(Avena fatua)根系分泌物中的香草酸、香豆素、对轻基苯甲酸等对春小麦胚根与胚芽生长有明显的抑制作用。
因雨水、露水及雾滴的作用,植株表面水溶性的化感物质随水滴进入土壤,抑制相邻植物种子的萌发和根系的生长。
赤叶按叶片的化感物质通过雨雾淋溶的作用,抑制其下方的硬雀麦(Bromus rigidu)生长。
曾任森等研究表明,窿缘按和尾叶按叶片中水溶性的化感物质通过淋溶途径产生较强的化感作用。
据Muller报道,释放菇类化合物的植物向环境中释放挥发性的菇,形成“菇类云”,直接对周围植物生长产生影响,或者随雨水(露水)进入土壤,被周围植物根系吸收。
柠檬按(Eucolpthus citrodoor Hook)叶片的旅烯等挥发性物质能强烈抑制萝卜种子的发芽。
孔垂华等报道,胜红蓟化感物质进入环境的主要途径是向环境中释放挥发性物质。
刘少群等研究表明,挥发是马缨丹化感物质释放的主要途径。
植物及其某些器官死亡后,其中的复合物或聚合物被微生物分解而释放某些化合物,这些化合物会对周围植物产生影响。
赵绍文等报道,巨尾按(E.grandis E.urophylla)枯落物的水浸提液对水稻种子的发芽势具有显著的抑制作用。
Nell等报道,毛果破布草(A.P.rilostac)枯落物对生长在其周围的三芒草(AndroPogon ternorius)有明显的抑制作用。
汪开治报道,马缨丹的残体会产生强烈的化感作用。
外来植物释放化感物质的途径不-定是单-的,许多植物可通过几种途径释放化感物质。
豚草能通过挥发、雨水淋溶和根系分泌等途径向环境释放菇类、烯醇类和聚乙炔类等化合物。
按树枝和叶直接释放挥发性化感物质,可络于水的挥发物遇降水淋洗进入土壤,此外按树也可通过根系分泌和残体分解等途径向环境释放化感物质。
4. 化感作用的主要机理植物生长发育过程中时刻受到内在和外在环境因子的影响,化感物质作为-种外来的影响因子,能进入植物体内,直接影响或参与植物的生理生化过程[38]。
如,通过研究紫茎泽兰淋溶物主效化感物质(泽兰二酮和羟基泽兰酮)对旱稻幼苗的生理生化和形态结构的作用机制,发现经紫茎泽兰化感物质分别处理后,旱稻幼苗内叶绿素含量显著下降,根部丙二醛含量和过氧化物酶活性明显上升,表明化感物质促使旱稻幼苗根部产生过氧化反应[39]。
此外,化感物质还诱导了旱稻幼苗根部脱落酸的积累和吲哚乙酸、玉米素含量的降低,且随着浓度增加和胁迫时间延长而加重,这意味着受体植株体内激素含量的平衡受到干扰和破坏,最终对旱稻幼苗的生长和发育产生抑制作用[40]。
研究发现紫茎泽兰化感物质处理后,旱稻幼苗整株矮小、根短小肿胀、侧根稀疏、对营养液的吸收减少,幼苗根尖中柱鞘细胞严重受损,皮层薄壁组织细胞明显呈短而粗,且表皮细胞大量脱落;而以玉米为受体植物时,其根冠至根毛区的生长亦受到严重干扰,表现出根尖表皮至皮层细胞出现明显脱落甚至腐烂[41]。
此外,在超微结构水平上,旱稻幼苗根尖细胞内出现细胞核扭曲,核膜和细胞膜受损,粗内质网和核糖体缺乏,高尔基体失活。
这些研究直接证实了紫茎泽兰化感物质从生理生化和形态结构上,对以旱稻为代表的受体植物产生了严重的负面影响,最终使其生长发育受到明显的抑制,甚至导致短期内死亡。
5. 外来入侵植物的研究展望现在生物入侵正成为威胁我国本地生物多样性与生态环境的重要因素之-,而且随着国际贸易往来、旅游业的发展而不断加剧。
外来入侵种的生态代价是造成本地物种多样性和生态系统不可弥补的消失以及物种的灭绝,构成对生物多样性保护与持续利用及人类生存环境的威胁因素。
从入侵植物中提取的有效化感物质直接应用于生产实际是不太现实的,因为化感物质含量少,提取困难,获得的量也非常少,直接施用成本也太高.因此,研究入侵植物的化感作用,在提取、分离和鉴定化感物质的基础上,人工模拟合成化感作用较强物质或对-些化感物质进行结构修饰,将有可能开发出新型除草剂。